75+ år senere er skyfrøing fortsatt kontroversielt – kan det hjelpe verdens mest forurensede byer?

Skyfrøing er et kontroversielt tema. Mens tilhengerne som støtter det viser til studier som viser en 10-15% økning i nedbør på grunn av det, peker de som er imot det på farer som følger med, som skade på vår sikkerhet og miljø. Å komme til bunns i debatten krever at fenomenet studeres i detalj. Først da vil vi kunne foreta en informert vurdering. 

Hva er skyfrøing?

Desert Research Institute, en velkjent leder innen grunnleggende og anvendt miljøforskning verden over, definerer skyfrøing som en:

«En værmodifikasjonsteknikk som forbedrer en skys evne til å gi regn eller snø ved å tilføre små isdannende partikler til bestemte typer underkjølte skyer.»

Skyer består av små vanndråper eller iskrystaller. Når vanndamp avkjøles, kan den kondensere til dråper på kondensasjonskjerner som salt- eller støvpartikler. Iskrystaller kan dannes på særskilte isdannende partikler. Kondensasjonskjerner og iskjerner har derfor ulike funksjoner.

Ved såing av underkjølte skyer tilføres partikler som bidrar til at iskrystaller dannes og vokser. Krystallene kan falle som snø eller smelte til regn på vei ned, avhengig av temperaturen. Metoden krever egnede skyer og kan ikke lage regn fra klar himmel.

Skyfrøingsteknikker 

Det finnes to hovedtyper. Hygroskopisk såing fremmer vekst av vanndråper i varme skyer, mens glasiogen såing fremmer isdannelse i underkjølte skyer. Varme skyer kan blant annet behandles med:

(i) vanndråper og (ii) vanlig salt.

Underkjølte skyer kan behandles med tørris eller sølvjodid for å fremme dannelsen av iskrystaller.

Såing av varme skyer: vanndråper

Metoden bygger på koalesens, der vanndråper kolliderer og slår seg sammen. Vanndråper eller hygroskopiske partikler tilføres varme skyer. I historiske australske forsøk hadde dråpene en medianradius på omtrent 25 mikrometer og ble spredt med rundt 30 amerikanske gallon i minuttet, cirka 1,9 liter i sekundet. Dette var et bestemt forsøksoppsett, ikke en universell dose per såing. 25 millimeter er feil enhet.

Såing av varme skyer: vanlig salt

Vanlig salt brukes som et vanlig frøingsmateriale i denne prosessen i form av en 10% løsning eller fast stoff. For praktiske anvendelser brukes saltet som en del av en salt‑ og såpemiks. For å lette spredning av denne blandingen benyttes verktøy som kraftsprøyter, luftkompressorer eller bakkegeneratorer. 

En annen teknikk for å utføre denne prosessen involverer ballong‑burst‑teknikken, hvor krutt og natriumklorid er arrangert for å eksplodere nær skybasen for å spre saltpartiklene. 

Kald skyfrøing: Tørris‑teknikk

Tørris er fast karbondioksid. Ved normalt lufttrykk sublimerer den ved omtrent −78,5 °C: den går direkte fra fast stoff til gass uten først å smelte. Når den faller gjennom en underkjølt sky, avkjøles luften kraftig.

Fly kan slippe tørrispellets, for eksempel 0,5–1,0 cm store, nær skytoppen. Den sterke avkjølingen fremmer dannelse av iskrystaller. De kan vokse og falle som snø eller smelte til regn, avhengig av temperaturen.

Kald skyfrøing: Sølvjodid‑teknikk

Her spres svært små sølvjodidpartikler som røyk eller aerosol. De kan virke som iskjerner i tilstrekkelig kalde, underkjølte skyer. Rundt −5 °C beskriver en omtrentlig betingelse for isdannelsen, ikke at partiklene holder en egen konstant temperatur.

Partiklene kan slippes fra bakkegeneratorer og føres opp med luftstrømmer eller spres direkte fra fly. Beste metode avhenger av skyer, terreng og vær. Sølvjodid brukes i små mengder, men det betyr ikke at metoden alltid er mer effektiv enn tørris.

Disse skyfrøingsteknikkene har dukket opp gjennom årene. Imidlertid går det første eksperimentet med skyfrøing tilbake mer enn 75 år. 

En kort historie om skyfrøing

Den amerikanske kjemikeren og meteorologen Vincent J. Schaefer gjennomførte et banebrytende flybasert forsøk 13. november 1946. Han slapp seks pund knust tørris, omtrent 2,7 kg, i en sky over Berkshirefjellene i Massachusetts.

I 1947 fulgte Project Cirrus, et samarbeid mellom GE og det amerikanske militæret og et tidlig forsøk på å påvirke en orkan. Tørris ble spredt i en storm ute over Atlanterhavet øst for Florida. Stormen endret senere kurs og nådde Georgia og South Carolina, men tidsrekkefølgen beviser ikke at såingen forårsaket kursendringen.

Den neste kom tidlig på 1960‑tallet, kalt Project Skywater, en serie skyfrøingsforsøk finansiert av Bureau of Reclamation. Målet var å øke vannressursene i den vestlige delen av USA. 

I Australia gjennomførte Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) store skyfrøingsforsøk mellom 1947 og tidlig på 1960‑tallet. I disse eksperimentene slapp forskerne tørris inn i toppen av cumulus‑skyer, brukte både bakkebaserte og luftbårne sølvjodidgeneratorer, osv. 

Det amerikanske militæret brukte også såing av skyer sent på 1960-tallet og tidlig på 1970-tallet. Operation Popeye skulle øke regnet og forstyrre forsyningsruter under Vietnamkrigen. ENMOD-konvensjonen ble åpnet for undertegning i 1977 og trådte i kraft i 1978. Den forbyr deltakerstatene å bruke miljømodifikasjon militært eller fiendtlig med omfattende, langvarige eller alvorlige virkninger for å skade en annen deltakerstat. Dette er ikke et generelt forbud mot all værmodifikasjon.

Imidlertid stoppet ikke forskningen rundt den. Den har blitt tatt i bruk og prøvd i mange former på nesten alle kontinenter over hele verden. 

I november 2023 vurderte regjeringen i Delhi et forsøk med såing av skyer for å redusere luftforurensningen. Artikkelen beskrev planer om flybasert spredning av blant annet kaliumjodid og sølvjodid og nevnte også tørris. Dette var en plan, ikke dokumentasjon på at behandlingen allerede var gjennomført eller hadde virket over Delhi.

IIT Kanpur hadde tidligere i 2023 prøvefløyet et ombygd, seksseters Cessna-fly med såutstyr. Godkjenning av flyets luftdyktighet og utstyr er noe annet enn tillatelse og egnede værforhold for en konkret innsats over Delhi.

En skeptisk vurdering kom, ifølge artikkelens kilde, fra renluftaktivisten Jai Dhar Gupta, som har studert ved Wharton School og har en grad i miljøvitenskap fra University of Pennsylvania:

«Såing av skyer er en avledningsmanøver og gir ingen mening. Etter regnet vil forurensningen øke på grunn av høyere luftfuktighet, fordi alt [drivstoff, biomasse og så videre] vil slippe ut flere forurensende stoffer.»

Dette er Guptas vurdering, ikke en fastslått generell sammenheng for alle regnvær. Skepsisen understreker behovet for å vurdere mulige fordeler, begrensninger og risikoer.

Fordelene med skyfrøing

Et viktig bruksområde er å øke vinterens snøfall og snømengden i fjellområder, slik at smeltevann supplerer den naturlige vannforsyningen til omkringliggende lokalsamfunn.

For å vurdere effektiviteten av denne tilnærmingen har forskere utført flere studier på effekten av skyfrøing. Mens ulike prosjekter gir varierende resultater, finnes det mange tilfeller av bemerkelsesverdig suksess. For å illustrere dette har langsiktige skyfrøingsprosjekter over fjellene i Nevada og andre deler av verden vist en økning i den totale snøpakken i målrettede områder med 10% eller mer per år. 

Desert Research Institute utformet et femårig prosjekt i Snowy Mountains i New South Wales i Australia. I prosjektområdet ble det rapportert 14 prosent mer snøfall.

Et annet skyfrøingseksperiment utført i Wyoming varte i ti år. Det fant sted i Snowy Range og Sierra Madre Range. 

Ifølge opplysninger fra Wyoming Water Development Office peker ulike analyser på en mulig nedbørsøkning på rundt 5–15 prosent under egnede forhold. Dette er ikke en sikker, generelt målt økning av hele snødekket. Artikkelen nevner også opptil 15 prosent mer snø i et kontrollert forsøk med bakkegeneratorer i Bridger Range i vestlige Montana. Resultatene avhenger av vær og forsøksoppsett.

Til tross for disse suksessene har skyfrøing opplevd sin andel av kontroverser. 

Hvorfor er skyfrøing kontroversielt?

Risikoen for forurensning

Feil håndtering av såmidler kan innebære risiko, og miljøvirkninger må overvåkes. Det er likevel ikke påvist at sølvjodid i vanlig brukte mengder utløser omfattende forurensningskjeder eller store helseskader. Forskningsoversikter viser begrensede målte virkninger ved disse nivåene, mens større eller mer langvarig bruk krever oppfølging.

Omfordeling av risiko og ikke fjerning 

Såing kan bare påvirke vann som allerede finnes i egnede skyer. Virkninger lenger i vindretningen og på tvers av administrative grenser må undersøkes og håndteres i fellesskap. Det er ikke fastslått at såing generelt «stjeler» regn og gir tørke i naboområder. Usikkerhet kan likevel skape politiske konflikter om fordeling av vann.

Økologiske og miljømessige farer

Virkninger på vannmiljø, eventuell opphopning av såmidler og endret nedbør bør overvåkes. Det er ikke påvist at sølvjodid i vanlig brukte mengder gir skadelig bioakkumulering eller byflom. Flomrisiko avhenger av samlet nedbør, grunnforhold og avrenning, ikke av en enkel direkte sammenheng med sølvjodid.

Mangelfull politikk

Klare tillatelser, samarbeid mellom naboregioner og regler for bruken er viktig. Vær, naturlig nedbør og flomrisiko må vurderes løpende. En tidsplan kan ikke garantere at flomrisikoen blir null.

Mangel på påvisbare resultater 

Effekten har lenge vært vanskelig å skille fra naturlig variasjon i nedbøren. Evidensen varierer mellom metoder og skytyper. Sammenligning med andre klimatekniske metoder, som påvirkning av solinnstråling eller fjerning av CO₂, krever at hvert forskningsgrunnlag vurderes særskilt. Nyere forskning har påvist årsakssammenhenger for noen former for vintersåing i fjellterreng, men det viser ikke at alle prosjekter virker eller løser luftforurensning i byer.

Studiene bør undersøke både den umiddelbare nedbørseffekten og virkningene for naboregioner, økologi og biologisk mangfold.

Det etablerte hovedformålet er å forsøke å øke nedbøren og vannforsyningen. Regn kan midlertidig fjerne enkelte luftbårne partikler, noe som har motivert forslag mot smog, men erstatter ikke utslippsreduksjoner. Selskapene nedenfor arbeider med bredere miljø- og luftkvalitetsløsninger; det betyr ikke at de tilbyr såing av skyer.

Klikk for listen over de fem beste karbonfangstaksjene å investere i. 

Selskaper med testede løsninger for å bekjempe forurensning

#1. Tetra Tech

Tetra Tech (TTEK ) tilbyr løsninger på sammensatte miljøutfordringer, blant annet luft- og vannkvalitet, støy og avfall. Luftkvalitetstjenestene omfatter databaser og rapporteringsprogrammer som hjelper kundene med å oppfylle myndighetskrav. Selskapet lager utslippsoversikter, utfører spredningsmodellering og vurderer renseteknologi, samt måler og rapporterer luftkvalitet og utslipp.

I regnskapsåret som sluttet 2. oktober 2022, hadde Tetra Tech en omsetning på rundt 3,50 milliarder USD, mot over 3,2 milliarder året før. Nettoresultatet var over 263 millioner USD, mot over 232 millioner i 2021. Utvannet resultat per aksje var henholdsvis 4,86 og 4,26 USD. Dette er de opprinnelig rapporterte historiske tallene.

#2. Arcadis

Arcadis er en annen global aktør som hjelper organisasjoner med å håndtere luftutslipp og miljøutfordringer, blant annet i møte med klimaendringer. Selskapet støtter bærekraftig drift og tilbyr tjenester innen yrkeshygiene, helse og sikkerhet for å oppfylle OSHA-krav ved industrianlegg.

Ifølge Arcadis’ integrerte årsrapport for 2022 var nettoomsetningen 3,019 milliarder euro, mot 2,565 milliarder i 2021. Driftsmarginen målt som EBITA var 9,8 prosent, mot 9,6 prosent året før. Dette er EBITA, ikke EBITDA. Avkastningen på netto arbeidskapital var 54 prosent etter selskapets definisjon.

Veien videre for såing av skyer

Mens store miljøselskaper fortsetter arbeidet sitt, er virkningen av såing av skyer på byers luftkvalitet fortsatt et forskningsspørsmål. Artikkelen opplyste i 2023 at metoden ble brukt i minst åtte delstater vest i USA, primært for vannforsyning. Som et kostnadseksempel ble programmene i øvre del av Coloradoflodens nedbørfelt anslått til rundt 1,5 millioner USD i året.

En forskningsoversikt fra 2015 utarbeidet for Bureau of Reclamation påpeker at «svært lite er dokumentert om hvordan små økninger i nedbør etter såing påvirker den sesongmessige avrenningen. Fordi effekten av såing har vært vanskelig å tallfeste, kan disse studiene av avledede virkninger bare regnes som spekulative.»

Det trengs derfor mer forskning på både nedbørseffekten og muligheten for midlertidig å redusere luftforurensning. Økt snøfall er ikke i seg selv bevis for at metoden kan løse smogproblemene i storbyer.